硅胶挤出机挤出与成型知识解析

硅胶挤出机是橡胶工业中用于连续生产硅胶制品的核心设备，其通过螺杆旋转与机筒加热的协同作用，将固态硅胶原料转化为形状的半成品或成品。该工艺结合了塑化、输送、成型与硫化等多环节，具有生产速率不错、制品尺寸精度不错、适用范围广等优点。以下从设备结构、工艺流程、关键参数控制及应用区域四个维度展开分析。

一、设备结构与工作原理

硅胶挤出机主要由动力系统（电机、减速箱）、螺杆、机筒、机头、温控系统及传动装置组成。其工作原理基于螺杆的三段式运动：

加料段：螺杆将硅胶原料从料斗推送至机筒，通过机筒外部加热装置（如电磁感应加热圈）使原料温度升至80-120℃，初步软化；

压缩段：螺杆螺距逐渐减小，配合机筒内壁剪切块对硅胶进行强剪切与压缩，温度升至130-150℃，使硅胶全部熔融并排出气泡；

计量段：螺杆以恒定压力将熔融硅胶输送至机头，通过模具口型挤出成型。

机头设计直接影响制品质量。例如，管材挤出机头需采用流线型流道，减少压力波动；异型材机头则需配置多孔板或分流梭，确定物料均匀分布。

二、挤出与成型工艺流程

1.原料预处理

硅胶原料需经过开炼机混炼，加入硫化剂（如双二四、铂金催化剂）及填料（如白炭黑），制成可挤出的混炼胶。混炼胶需在挤出前预热至60-80℃，以降低挤出阻力。

2.挤出成型

温度控制：机筒温度分三区控制，加料段80-100℃，压缩段120-140℃，计量段130-150℃。机头温度需比计量段低5-10℃，防止硅胶提前硫化；

螺杆转速：根据制品厚度调整，薄壁管材转速可达60-80rpm，厚壁制品转速需降低至30-50rpm，以控制熔体停留时间；

挤出压力：通过背压阀调节，建议背压范围为0.5-1.5MPa，过高压力会导致硅胶分解。

3.硫化定型

挤出后的硅胶制品需通过硫化烘道完成交联反应。典型硫化工艺为：

预硫化：180-200℃高温烘道，快定型并去掉表面水分；

充足硫化：160-180℃中温烘道，持续10-15分钟，制品硬度（邵氏A30-70度）与力学性能达标。

例如，某企业采用双层不锈钢烘道，内嵌石英加热管，硫化速率提升30%，能耗降低20%。

三、关键参数控制与优化

1.螺杆构型

单螺杆挤出机：适用于常规硅胶管、密封条生产，螺杆长径比（L/D）建议为20-25；

双螺杆挤出机：适用于高填充多个地区（如白炭黑含量>50%），通过同向旋转双螺杆实现速率不错分散与混合，产量提升40%以上。

2.模具设计

口型尺寸：需根据制品收缩率（硅胶收缩率通常为1.5%-3%）放大设计。例如，生产外径10mm的硅胶管，模具口型直径需设置为10.2-10.3mm；

流道结构：采用圆弧过渡设计，减少熔体滞留区，避免焦烧。

3.在线监测

压力传感器：安装于机筒中段及机头处，实时监测压力波动，波动范围需控制在±0.3MPa以内；

红外测温仪：监测机头温度，确定硫化一致性。

四、应用区域与案例

硅胶挤出机普遍应用于诊治、汽车、电子等区域：

诊治区域：生产导尿管、引流管等，要求制品洁净、生物相容性不错。某企业采用医学级硅胶挤出机，配合10万级洁净车间，产品通过ISO13485认证；

汽车工业：制造水箱软管、密封条等，需不怕受-40℃至150℃温差。某企业通过优化螺杆压缩比，使制品不怕温性能提升20%；

电子区域：生产LED软灯带套管、线缆绝缘层，要求制品透明度高、性不错。采用铂金硫化体系挤出机，制品透光率达90%以上。

硅胶挤出机的挤出与成型技术需结合材料特性、设备设计与工艺控制进行系统优化。通过准确控温、速率不错剪切与智能硫化，可实现硅胶制品的质量不错、规模化生产。未来，随着双螺杆挤出、电磁感应加热等技术的普及，硅胶挤出机将向愈速率不错、愈节能、愈智能的方向发展。